izlek

Son gözlemler, bilinen tüm gökcisimlerinden farklı olarak Yengeç Bulutsusu’nun merkezindeki nötron yıldızının dört manyetik kutba sahip olabileceğini gösteriyor. Nötron yıldızları, Güneş'ten sekiz kat daha kütleli yıldızların merkezlerindeki yakıtı hızla tüketerek süpernova patlamalarıyla yokolmalarının ürünü olan çok yoğun gökcisimleri. Tüm yıldızlar, merkezlerindeki termonükleer tepkimelerle hafif element çekirdeklerini birleştirip daha ağır elementlere dönüştürerek ürettikleri enerjiyle büyük kütlelerinin baskısını dengeleyebiliyorlar.

Güneşimiz kütlesindeki bir yıldız bu süreci 10 milyar yıl kadar sürdürebiliyor. Güneş'ten çok daha küçük yıldızlarsa, trilyonlarca yıl kararlı kalabiliyorlar. Ama yukarıda sözünü ettiğimiz türden, Güneş'ten kat kat ağır yıldızlara gelince, bunlar çok daha büyük olan kütlelerinin baskısını dengeleyebilmek için çok daha fazla enerji üretmek zorundalar. Bu yüzden merkezlerinde çok daha fazla miktarda “yakıt” tüketiyorlar; yani hidrojenden başlayarak, giderek ağırlaşan çekirdekleri sırayla birleştirip gerekli enerjiyi üretiyorlar. Dolayısıyla ömürleri en çok 30-40 milyon yıl olabiliyor. Giderek daha ağır çekirdekleri birleştirerek yeni elementler üretme süreci, (termonükleer sentez) demir senteziyle sonuçlanınca, yani yıldızın çekirdeği demirle dolduğunda denge bozuluyor. Yıldızın demir çekirdeklerini birleştirecek enerjiyi üretmesi mümkün olmadığından, kütlenin baskısı artık dengelenemiyor ve Güneşimizin birkaç katı kütlesinde olan merkez kendi üzerine çökerek 15-20 km çaplı bir küre haline geliyor. Bu ani çöküşün yarattığı şok dalgası da yıldızın dış katmanlarını süpernova denen çok şiddetli bir patlamayla uzaya savuruyor.

Birkaç Güneş kütlesindeki maddenin, orta büyüklükte bir şehir hacmine sıkışması nedeniyle ortaya çıkan baskı öylesine yoğun ki, demir çekirdeklerinin çevresinde bulunan eksi yüklü elektronlar, çekirdek içinde yüksüz nötronlarla bir arada bulunan protonlarla birleşip onları yüksüz nötronlara dönüştürüyor. Böylece artı yüklü protonlar arasındaki itiş de ortadan kalktığından, çok büyük ölçüde nötronlardan oluşan, son derece yoğun (bir çay kaşığı maddenin milyonlarca ton ağırlıkta) olduğu bir “nötron yıldızı” ortaya çıkıyor. Nötron yıldızının oluşum sürecinin iki önemli sonucu daha var:

Orijinal yıldızın (merkezden kaynaklı) manyetik alanı korunuyor; ama yıldızın yüzey alanının küçülmesine paralel olarak eskisine kıyasla olağanüstü güçleniyor (Dünya’nın manyetik alanının trilyonlarca katı). Ayrıca, orijinal yıldızın açısal momentumu (kendi çevresinde dönüş hızı) çökmeye paralel olarak olağanüstü hızlara yükseliyor. Nötron yıldızlarının dönüşü çok uzun sürelerde yavaşlıyor ve dönüş periyodu neredeyse bir atom saatininnkine eş bir düzenlilikte oluyor. Dönüş hızı, nötron yıldızının özelliklerine ve yaşına bağlı olarak birkaç saniyeden, bir saniyenin binde biri düzeylerine kadar değişebiliyor.

Nötron yıldızının atmosferinde bulunan madde, güçlü manyetik alan çizgileri tarafından yıldızın manyetik kutuplarına yönlendiriliyor ve bu iki kutuptan birbirlerine ters yönde parçacık fıskiyeleri (jet) halinde uzaya püskürtülüyor. Olağanüstü hız kazanmış bu parçacıklar da çok uzak mesafelerden algılanabilen radyo dalgaları yayıyorlar.

Nötron yıldızının manyetik kutuplarının ekseni, yıdızın dönüş ekseninden farklı olabiliyor. Böyle olunca da, manyetik kutuplardan fışkırıp radyo dalgaları yayan jetler, dönüş ekseni etrafında bir çember çiziyor. Bu durumda bir nötron yıldızının kutup jetinin yaydığı radyo dalgalarını biz, jetin çizdiği halkanın bir noktası bizim bakış yönümüzle kesiştiğinde kısa aralıklı radyo atımları halinde algılayabiliyoruz. Bu türden nötron yıldızlarına da “atarca” (pulsar) deniyor. Buraya kadar işler normal. Hatta, bazı atarcalarda olduğu gibi, güçlü radyo sinyalinden başka, daha zayıf ama düzenli ikinci sinyalin saptanmış olması bile açıklanabiliyor. Şöyle ki, atarcanın ters yöndeki ikinci jetinin çizdiği yol bizim bakış yönümüzün yakınlarına gelirse bu da daha uzun dalgaboylarında (uzaklaştığı için) ve daha zayıf bir sinyal olarak algılanabiliyor.

Normal olmayansa, gökbilimci Tim Hankins yönetimindeki bir ekibin, Porto Riko’daki 300 metre çaplı Arecibo radyo teleskopuyla Yengeç Bulutsusu’ndaki atarca üzerinde yaptığı duyarlı gözlemlerin sonuçları. Bulgular, birincil ve ikinci atımlar arasında, zıt yönlü jetlerden kaynaklanmalarıyla açıklanamayacak olan farklılıklar ortaya koymuş. Bu durum, bazı gökbilimcileri atarcada ikinci bir manyetik kutup çiftinin varlığı düşüncesine yönlendiriyor. Dikkat çekici bir fark, birincil atımların geniş aralıkta bir tayf dağılımı göstermesine karşın, ikincil atımların özel birkaç banda sıkışmış olması. Fark, atımların sürelerinde de ortaya çıkıyor. Birincil atımların her biri, bir nanosaniyeden (saniyenin milyarda biri) daha kısa bir dizi atımdan oluşurken, ikinci atımlar, birkaç mikrosaniye (saniyenin milyonda biri) düzeyinde daha düzgün sinyallerden oluşuyor. Bu durumsa, manyetik kutup çiftlerinin üyelerinin aynı özellikleri taşımaları, dolayısıyla kutuplardan çıkan radyo sinyallerinin de aynı olması gereğine ters düşüyor. Çelişki, ikincil atımların, başka bir manyetik kutup çiftinin üyelerinden birinden çıkıyor olması halinde daha kolay açıklanabiliyor. Nötron yıldızı oluşum modellerine göre manyetik kutuplar, süpernova patlaması sürecinde nötron yıldızının üzerine “sabitleniyor”. Gözlem ekibini yöneten Tim Hankins, Yengeç Bulutsusu’ndaki atarcanın, orijinal yıldızın karmaşık ve asimetrik bir çöküş süreci yaşaması nedeniyle dört ayrı kutba sahip olabileceği görüşünde.

Bilim ve Teknik Şubat 2007

__________________
Hayat bir izlektir...